Biosphäre im Klimasystem (einfach)

Als Biosphäre wird die Gesamtheit aller mit Lebewesen besiedelten Schichten der Erde bezeichnet. Sie umfasst sowohl die oberste Schicht der Erdkruste (Lithosphäre) einschließlich des Wassers (Hydrosphäre), als auch die unterste Schicht der Atmosphäre (die sogenannte planetare Grenzschicht).

Philippinischer Regenwald in der Nähe von Los Banos

Das aus dem Meer entstandene Leben auf der Erde hat vor allem in der geologischen Vergangenheit für die Zusammensetzung der Atmosphäre eine entscheidende Bedeutung gehabt. Ursprünglich bestand die Atmosphäre im Wesentlichen aus Kohlendioxid und Stickstoff. Erst die primitiven Algen der Urmeere ersetzten mit Hilfe der Photosynthese das Kohlendioxid soweit durch Sauerstoff, dass höheres Leben möglich wurde. Auch heute liegt die klimatische Bedeutung der Biosphäre, zu der auch der Mensch gehört, vor allem in ihrem Einfluss auf die chemische Zusammensetzung der Atmosphäre:

• Das Phytoplankton der Meere wie die Pflanzengemeinschaften auf dem Land steuern entscheidend den Kohlenstoffkreislauf. Bei der Photosynthese entziehen die Pflanzen der Atmosphäre bzw. dem Meereswasser ständig Kohlendioxid, das insbesondere bei der Atmung und durch bakteriellen Zersetzung der Pflanzen wieder freigesetzt wird.
• Auch die Konzentration von Methan und Distickstoffoxid, die in der Atmosphäre ebenfalls als Treibhausgase wirken, wird teilweise durch Prozesse in der Biosphäre gesteuert. Methan entsteht auf natürliche Weise vor allem durch anaerobe (unter Ausschluss von Sauerstoff) Zersetzung von organischem Material in Feuchtgebieten. Die Entstehung von Distickstoffoxid wird stark durch die Aktivität von Bakterien im Boden und in Gewässern beeinflusst.

Die Intensität des natürlichen Treibhauseffektes ist daher auch stark von Prozessen in der Biosphäre abhängig.

Die Biosphäre besitzt aber auch einen direkten Einfluss auf das Klima. So bremsen beispielsweise dichte Waldgebiete erheblich die Windgeschwindigkeit in Bodennähe. Auch die Wasseraufnahme, -speicherung und -verdunstung unterscheiden sich bei einer waldbedeckten Fläche erheblich von Flächen mit geringer Vegetation. Bei Niederschlag nehmen größere Wälder verhältnismäßig viel Wasser auf und verhindern das direkte Abfließen oder das Versickern in den Boden.

Die terrestrische Vegetation als Teil der Biosphäre steht durch Atmungsprozesse und über Oberflächenreflexion bzw. -absorption in direkter Wechselwirkung mit der Atmosphäre und spielt daher eine wichtige Rolle im globalen Kohlenstoffkreislauf und bodennahen Energie- und Wasserflüssen. So genannte Rückkopplungsprozesse können dazu führen, dass bestimmte äußere Veränderungen (wie beispielsweise eine vorübergehende Erhöhung der CO₂-Konzentration durch einen Vulkanausbruch) in ihrer Wirkung abgeschwächt aber auch verstärkt werden.

Schülerarbeiten zum Thema

Schülerarbeiten zum Thema des Artikels aus dem Schulprojekt Klimawandel:

• Arktis Welche Gefahren und welche Chancen birgt der Klimawandel in der Arktis? (Gymnasium Allee, Hamburg)
• Auswirkungen des Klimawandels auf das Leben im Wattenmeer Welchen Einfluss haben die Temperaturveränderungen und der Meeresspiegelanstieg auf die Tiere im Wattenmeer? (Anne-Frank-Schule, Bargteheide)
• Auswirkungen des Klimawandels auf den deutschen Wald (Anne-Frank-Schule, Bargteheide)
• Auswirkungen des Klimawandels auf den Permafrostboden in Sibirien Muss Sibirien Angst vor einer Zerstörung der dortigen Infrastruktur haben und treten möglicherweise Rückkopplungseffekte auf, die den Klimawandel verstärken? (Gymnasium Lohbrügge, Hamburg)
• Auswirkungen des Klimawandels auf die Nordsee (Stadtteilschule Walddörfer, Hamburg)
• CO_2-Senken (Stadtteilschule Walddörfer, Hamburg)
• Cyanobakterien in der Ostsee ? (Anne-Frank-Schule, Bargteheide)
• Das Ökosystem Wald als Klimafaktor (Athenaeum, Stade)
• Der Rückgang des Kabeljaubestands in der Nordsee Anthropogene und klimabedingte Ursachen (Stadtteilschule Walddörfer, Hamburg)
• Die Abholzung des Tropenwaldes im Amazonasgebiet und der Klimawandel (Anne-Frank-Schule, Bargteheide)
• Die Auswirkungen des Klimawandels auf die Vogelwelt Hamburgs (Gymnasium Allee, Hamburg)
• Die borealen Nadelwälder im Klimawandel Welche Wechselwirkungen bestehen, welche Entwicklungen sind zu erwarten? (Gymnasium Grootmoor, Hamburg)
• Die Koralle Inwiefern wirkt sich der Klimawandel auf die Korallen aus und welche Folgen bringt dies mit sich? (Anne-Frank-Schule, Bargteheide)
• Einfluss einer Klimaänderung auf die Vegetation und deren wechselseitige Abhängigkeiten (Johanneum, Lübeck)
• Eisbedeckung in den Polarregionen (Johanneum, Lübeck)
• Hat die Abschwächung des Nordatlantikstroms eine Auswirkung auf das Überleben der Europäischen Aale? (Anne-Frank-Schule, Bargteheide)
• Inwiefern sind Moore und der Klimawandel miteinander gekoppelt? Das Beispiel: Moore in Norddeutschland (Gymnasium Grootmoor, Hamburg)
• Inwiefern zerstören die tropischen Wirbelstürme die Korallenriffe der Erde? (Stadtteilschule Eidelstedt, Hamburg)
• Inwieweit gibt es Wechselwirkungen zwischen dem tauenden Permafrostboden in Alaska und dem anthropogenen Klimawandel? (Anne-Frank-Schule, Bargteheide)
• Klimawandel - direkt vor der Haustür?! Pflanzenwachstum und Klimaerwärmung, dargestellt am Beispiel des Blühbeginns der Forsythie an der Hamburger Lombardsbrücke (Gymnasium Lohbrügge, Hamburg)
• Klimawandel und Vogelzug Wie beeinflusst der Klimawandel das Zugverhalten der Zugvögel? (Gymnasium Grootmoor, Hamburg)
• Miesmuschel vs. Auster Wird die Miesmuschel in der Nordsee aussterben und wird die Pazifische Auster stattdessen die Nordseeküste bevölkern? (Gymnasium Allee, Hamburg)
• Müssen wir dem Ostseedorsch ein Denkmal setzen? Direkte und indirekte anthropogene Einflüsse auf den Dorschbestand der Ostsee (Stadtteilschule Bergstedt, Hamburg)
• Permafrost Worin besteht die Wechselwirkung zwischen Klimaveränderung und Permafrost-Boden am Beispiel des Lena-Deltas? (Anne-Frank-Schule, Bargteheide)
• Quallen in der Nordsee Haben wir den Quallen unbewusst ein Paradies in der Nordsee geschaffen? (Stadtteilschule Bergstedt, Hamburg)
• Sahara Wird die Sahara durch den Klimawandel wieder grüner? (Gymnasium Allee, Hamburg)
• Vegetationsveränderung Der Wandel der natürlichen Vegetation nach dem Ende der letzten Eiszeit in Mittel- und Nordeuropa (Anne-Frank-Schule, Bargteheide)
• Vernichtet der Klimawandel die Korallenriffe der Welt? Das Beispiel des Great Barrier Reefs (Gymnasium Grootmoor, Hamburg)
• Welche Auswirkungen hat das Auftauen der Permafrostböden durch den Klimawandel auf die sibirische Tundra? (Gymnasium Osterbek, Hamburg)
• Wie beeinflusst der Klimawandel das Leben des Eisbären? (Gymnasium Grootmoor, Hamburg)
• Wie verändert der Klimawandel die Verbreitung von Buche und Fichte in Deutschland? (Gymnasium Grootmoor, Hamburg)
• Wird die Pazifische Felsenauster die Miesmuschel aufgrund des Klimawandels aus der Nordsee verdrängen? (Gymnasium Lohbrügge, Hamburg)
• Zugvögel Wie beeinflusst der Klimawandel das Zugvogelverhalten des Hausrotschwanzes und des Weißstorches in Europa? (Gymnasium Grootmoor, Hamburg)

Lizenzhinweis

Kontakt: Dieter Kasang